مشاكل التشوه الناتج عن الرطوبة في فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية

I. تحليل أنواع الأكواب الورقية وأساسيات المواد

1.1 التصنيف الهيكلي وخصائص فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية

• الأكواب ذات الطبقة الواحدة: مصنوعة من طبقة واحدة من المواد الورقية، ذات هيكل بسيط وعملية تصنيع سهلة. وتشمل المزايا التكلفة المنخفضة والوزن الخفيف. تشمل عيوبها سوء العزل، مما يجعلها عرضة للحروق عند حمل المشروبات الساخنة، ومقاومة محدودة للرطوبة بسبب عدم وجود طبقة عازلة إضافية، مما يؤدي إلى ملمس أرق.
• الأكواب ذات الطبقة المزدوجة: تتكون من طبقتين داخلية وخارجية من المادة الورقية، مع وجود مسافة بين الطبقات تشكل طبقة عازلة للهواء. هذا التصميم يجعل الكوب الورقي أقوى، وقادر على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، وأقل عرضة للتشوه، ويوفر عزلًا أفضل، ويوفر قبضة أكثر راحة. على سبيل المثال، تحتوي فناجين القهوة ذات الطبقة المزدوجة على جيب هوائي بين الطبقات الخارجية والداخلية لتحسين العزل، مما يلغي الحاجة إلى غلاف إضافي للكوب.
• أكواب ذات هيكل خاص: ممثلة بالمموجأكواب القهوة الورقية مع الأغطية، خيار شائع في صناعة فناجين القهوة التي تستخدم لمرة واحدة. وهي تتكون من ثلاث طبقات من ورق السليلوز وطبقة علوية ذات هيكل منقوش. يخلق الهيكل المنقوش مساحات هوائية بين جدران الكوب، بحيث تلمس اليد فقط السطح الخارجي "المموج"، مما يؤدي إلى انخفاض التوصيل الحراري ومعدلات نقل الحرارة مقارنة بالأكواب ذات الطبقة الواحدة والطبقة المزدوجة.

1.2 المواد والأداء لأكواب القهوة الورقية ذات الأغطية

• المواد الورقية: يتم استخدام ورق الكرافت المخصص للطعام أو الورق المقوى المبيض بشكل شائع. إنها تمتلك صلابة جيدة، متانة، وقدرات الاحتفاظ بالشكل، مما يسمح لها بتحمل وزن السوائل دون أن تنهار. ورق الكرافت مصنوع من لب الخشب غير المبيض، مما يوفر قوة عالية وملمسًا ريفيًا؛ يتميز الورق المقوى المبيض بسطح أملس، مما يجعل من السهل طباعة شعارات أو تصميمات العلامات التجارية. فيما يتعلق بالمواصفات، فإن الوزن الأساسي للورق الأساسي للكوب الورقي عادة ما يكون 180-230 جم/م2، في حين أن الفئات التي تتطلب قوة أعلى، مثل فناجين القهوة لتقديم الطعام، يمكن أن يكون وزنها الأساسي 250-300 جم/م2 (على سبيل المثال، عادة 280 جم/م2). لتعزيز الأداء بشكل أكبر، غالبًا ما يتم استخدام خليط من لب الخشب اللين (محتوى الألياف الطويلة ≥60%) ولب الخشب الصلب في التصنيع. تعمل الألياف الطويلة على زيادة القوة الطولية، بينما تملأ الألياف القصيرة المسام، مما يؤدي إلى تجنب مشاكل التليين والانهيار السهلة التي يسببها لب الخشب الصلب النقي.
• مادة الطلاء: هذا أمر بالغ الأهمية لمقاومة الرطوبة لأكواب القهوة الورقية ذات الأغطية. معظم فناجين القهوة الورقية الحديثة ذات الأغطية التي يمكن التخلص منها مطلية بمادة PE (البولي إيثيلين). يشكل هذا الغشاء البلاستيكي الرقيق حاجزًا مقاومًا للماء، مما يمنع السائل من اختراق ألياف الورق. سمك طلاء PE عادة ما يكون 15-20 ميكرومتر. أكواب المشروبات الساخنة، التي تحتاج إلى تحمل درجات حرارة أعلى، يمكن أن يكون لها سمك طلاء يتراوح من 25 إلى 30 ميكرومتر، ويجب تطبيق الطلاء الداخلي والخارجي بالتساوي لتجنب التسرب الموضعي والتليين. في المعايير الدولية، مواصفات وزن طلاء PE هي 10-30 gsm، ويمكن تطبيقه في طبقة واحدة أو مزدوجة. في السنوات الأخيرة، لتلبية احتياجات حماية البيئة، تم اعتماد مواد الطلاء الحيوية (مثل PLA) تدريجيًا. يتم تصنيع PLA من موارد متجددة مثل نشا الذرة وقصب السكر، وهو قابل للتحلل البيولوجي، ويتحلل بسهولة في منشآت التسميد الصناعية، مما يقلل من النفايات البلاستيكية مع الحفاظ على أداء مقاوم للماء مقارنة بطبقات البولي إيثيلين.

1.3 الاختلافات المادية بين أكواب المشروبات الساخنة والباردة

• اختلافات المواد والطلاء: عادةً ما تستخدم أكواب المشروبات الساخنة الورق المقوى السميك كمادة أساسية، مع طبقة داخلية مغلفة بطبقة بلاستيكية من البولي إيثيلين عالي الجودة أو طلاء PLA قابل للتحلل الحيوي. وهذا يسمح لها بتحمل حرارة السوائل الساخنة ومنع جدران الكوب من التليين والتشوه. من حيث سمك الطلاء، يمكن أن يصل طلاء PLA الداخلي لأكواب المشروبات الساخنة إلى 30 ميكرومتر، كما أن طلاء PE أكثر سمكًا أيضًا، وقادر على تحمل درجات حرارة أعلى من 90 درجة مئوية؛ تتميز أكواب المشروبات الباردة بطبقة من البولي إيثيلين تبلغ سماكتها 15 ميكرومتر فقط، وهي غير قادرة على تحمل الماء الساخن الذي تزيد درجة حرارته عن 70 درجة مئوية. غالبًا ما تحتوي أكواب المشروبات الباردة التقليدية على طلاء شمعي على الجدار الداخلي، وهو مستقر في بيئة بدرجة حرارة 0-5 درجة مئوية ويعزز مقاومة الرطوبة.
• اختلافات التصميم الهيكلي: تتطلب أكواب المشروبات الساخنة (مثل أكواب القهوة والشاي بالحليب) فقط تصفيحًا داخليًا لتلبية احتياجات العزل المائي؛ أكواب المشروبات الباردة، بسبب انخفاض درجة حرارة السائل، تتكثف بسهولة على السطح الخارجي. إذا اخترق هذا التكثيف جدار الكوب، فقد يتسبب في تليين الكوب الورقي. لذلك، كلا الجانبين الداخلي والخارجي يحتاجان إلى التصفيح لمنع التكثيف من التأثير على الاستقرار الهيكلي للكوب الورقي.

1.4 عملية تصنيع الأكواب الورقية ومراقبة الجودة

• عملية التصنيع: يتطلب تصنيع الأكواب الورقية دمج الورق المقوى مع طبقة مقاومة للسوائل. يتم أولاً قطع الورق المقوى إلى شكل معين، ثم تغليفه ببطانة من البلاستيك أو الشمع، ثم تشكيله أخيرًا على شكل كوب باستخدام عملية الختم الحراري. لا تعمل عملية الختم الحراري على تشكيل الكوب فحسب، بل تعمل أيضًا على تقوية الطبقات لمنع التسرب. في عملية الطلاء، لتحقيق تأثير مقاوم للماء، يتم قلب الكوب وغمره في محلول البولي إيثيلين المنصهر، أو يتم استخدام طريقة الطلاء بالرش لتطبيق الطلاء البلاستيكي. ثم يتصلب البلاستيك بسرعة ليشكل حاجزًا وقائيًا. تتطلب العملية برمتها تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة وسمك الطلاء لضمان طلاء موحد وكامل.
• مراقبة الجودة: وفقًا للمعيار الوطني GB/T 27590-2022 "الأكواب الورقية"، يجب أن تتوافق المواد الخام للأكواب الورقية مع المتطلبات الصارمة: يجب أن يتوافق ورق قاعدة الأكواب الورقية مع لوائح QB/T 4032؛ يجب أن يتوافق الورق والكرتون المطلي بـ PE وPP وPET مع لوائح GB/T 36392؛ يجب أن يتوافق الورق والكرتون المطلي بـ PLA وPBS مع المعايير المقابلة؛ يجب أن تكون فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية عديمة الرائحة، ويحظر استخدام المواد المعاد تدويرها؛ يجب أن تتوافق إضافات المواد الخام مع اللوائح، ويمنع منعًا باتًا استخدام الإضافات التي لا تدخل في نطاق GB 9685، مثل عوامل التبييض الفلورية، والبارافين الصناعي، ومسحوق التلك الصناعي، في إنتاج ومعالجة الأكواب الورقية.

 

ثانيا. معايير التصنيف والقياس المنهجي لظروف الرطوبة

2.1 شروط ملامسة الماء السائل

• طرق الاختبار الأساسية: تعد اختبارات تعبئة السوائل واختبارات الغمر من الطرق الرئيسية لتقييم مقاومة أكواب القهوة الورقية ذات الأغطية للماء. يتطلب اختبار ملء السائل ملء الكوب الورقي بالسائل عند درجة حرارة محددة (ماء ساخن أو بارد)، ومراقبة التسرب والتشوه، والتحقق من سمك جدار الكوب الورقي وكثافة التصاق الطلاء؛ يتضمن اختبار الغمر غمر الكوب الورقي رأسًا على عقب في الماء عند درجة حرارة محددة لمدة 30 دقيقة، ثم إزالته والتحقق من عدم وجود تسرب وتقشير الطلاء. بعد ذلك، يتم إجراء اختبار ملء السائل، وبعد ملء الكوب، تتم مراقبته لمدة ساعة واحدة للتحقق من الاختراق.
• المتطلبات القياسية الوطنية: يحتوي GB/T 27590-2022 على لوائح واضحة بشأن أداء التسرب لأكواب المشروبات الباردة الورقية. أثناء الاختبار، يجب اختيار محلول الاختبار وفقًا للمعيار وإضافته إلى حوالي 6 مم أسفل حافة الكوب أو إلى علامة السعة. يجب وضع الكوب الورقي على شريطين متوازيين فوق لوح زجاجي جاف (أو لوح مسطح) (لمنع تراكم الماء في أسفل الكوب من التأثير على النتائج)، وبعد الوقوف للوقت المحدد، لاحظ ما إذا كان هناك أي علامات مائية على اللوح الزجاجي (أو الطبق المسطح). تختلف شروط الاختبار باختلاف أنواع فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية. تتطلب أكواب المشروبات الساخنة اختبارها بماء بدرجة حرارة 90 درجة مئوية ± 5 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، بينما تتطلب أكواب المشروبات الباردة اختبارها بماء بدرجة حرارة 23 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية لنفس المدة.

2.2 التعرض لبيئات عالية الرطوبة

• التعريف البيئي والشروط القياسية: تشير البيئات ذات الرطوبة العالية عادةً إلى البيئات التي تزيد فيها الرطوبة النسبية عن 60%. قبل الاختبار المعملي، يجب وضع فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية في بيئة بدرجة حرارة 23 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية ورطوبة نسبية 50 ± 2% لمدة 24 ساعة على الأقل (وفقًا للمواصفة GB/T 10739)، ويجب إكمال الاختبار في هذه البيئة.
• متطلبات بيئة التخزين والاستخدام: في التخزين الفعلي، يجب التحكم في الرطوبة النسبية لبيئة الأكواب الورقية بين 40% و60%. الرطوبة أقل من 40% يمكن أن تؤدي بسهولة إلى تقصف وتشقق حواف الأكواب الورقية، في حين أن الرطوبة فوق 60% يمكن أن تسبب بسهولة امتصاص الرطوبة، وتليين، ونمو العفن. تظهر الأبحاث ذات الصلة أنه عند تقييم مقاومة التكثيف لأكواب القهوة الورقية ذات الأغطية، يجب وضعها في غرفة درجة حرارة ورطوبة ثابتة عند رطوبة نسبية 98% و30 درجة مئوية لمدة 72 ساعة. خلال هذه الفترة، يجب ألا يتلطخ النموذج المطبوع الخارجي أو يتلاشى، ويجب أن يكون معدل امتصاص الرطوبة وزيادة الوزن للمادة الأساسية الورقية أقل من 8.3%، ويجب ألا يكون هناك أي علامات على تليين الطبقة اللاصقة في الختم السفلي.
• تأثير الرطوبة العالية: في البيئات عالية الرطوبة، تمتص ألياف الورق الرطوبة، مما يؤدي إلى تمدد الحجم وانخفاض القوة؛ قد تصبح مادة الطلاء طرية أو تتحلل، مما يقلل من الأداء المقاوم للماء؛ وقد يؤدي أيضًا إلى تعزيز نمو العفن، مما يؤثر على نظافة الكوب الورقي وسلامته.

2.3 التكثيف الناجم عن التغيرات في درجات الحرارة

• تكوين التكثيف وتأثيره: عندما يحتوي الكوب الورقي على سائل منخفض الحرارة، تكون درجة حرارة سطح الكوب أقل من درجة حرارة نقطة الندى البيئية، ويتكثف بخار الماء الموجود في الهواء إلى قطرات ماء صغيرة على سطح الكوب (أي التكثيف). تحتوي معظم الأكواب الورقية ذات الجدران المزدوجة على طلاء أحادي الجانب (فيلم PE) من الداخل، بدون طلاء من الخارج. عند احتواء المشروبات الباردة، فإن التكثيف سوف يبلل جسم الكوب، مما يؤدي إلى تليينه وتقليل الصلابة والتشوه في النهاية؛ عندما تحتوي فناجين القهوة الورقية ذات الطبقة الواحدة مع الأغطية على مشروبات ساخنة، فإن الفرق الكبير في درجة الحرارة بين داخل وخارج الكوب يؤدي أيضًا بسهولة إلى التكثيف، مما يتسبب في فقدان الكوب الورقي صلابته وانهياره.
• التدابير المضادة: تستخدم بعض أكواب المشروبات الباردة المتطورة تصميمًا خاصًا يشتمل على طبقة مضادة للضباب (مثل السيلوكسان المحب للماء، بسمك 5-8 ميكرومتر) في الطبقة الخارجية. يؤدي هذا إلى تكوين طبقة ماء موحدة على سطح الكوب بدلاً من قطرات الماء، مما يقلل من مشاكل التليين الناتجة عن تراكم الماء الموضعي ويخفف من الضرر الذي يسببه التكثيف لهيكل الكوب الورقي.

2.4 عملية استرطابية أثناء التعرض للهواء على المدى الطويل

• خصائص استرطابية الورق: في بيئة داخلية نموذجية (الرطوبة النسبية 30%-70%)، سوف تمتص فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية الرطوبة أو تطلقها اعتمادًا على التغيرات في الرطوبة المحيطة. يُظهر الورق تأثير التباطؤ في امتصاص الرطوبة؛ أي أنه عند نفس الرطوبة النسبية، تكون كمية الماء الممتصة أثناء الامتزاز أقل من كمية الماء الممتصة أثناء الامتزاز. يؤدي ذلك إلى زيادة تدريجية في محتوى الماء بعد أن يخضع الكوب الورقي لدورات الرطوبة. تظهر مواد عجينة الورق المختلفة اختلافات كبيرة في الخصائص الاسترطابية. على سبيل المثال، عند 25 درجة مئوية، عندما تزيد الرطوبة النسبية من 20% إلى 100%، يزداد المحتوى المائي للقطن من 3.8% إلى 24%؛ في نطاق الرطوبة النسبية 40%-90%، يتغير محتوى الماء لورق لب الكتان من 5.4% إلى 9.2%، ويتغير محتوى الماء لورق اللب الأبيض المصنوع آليًا من 8.0% إلى 12.0%.
• تأثيرات التعرض على المدى الطويل: يؤدي التعرض للهواء على المدى الطويل إلى إتلاف ألياف الورق تدريجيًا لبنيتها الداخلية بسبب التورم الناتج عن امتصاص الرطوبة والانكماش الناتج عن التجفيف، مما يؤدي إلى تغيرات في أبعاد الأكواب الورقية وانخفاض القوة والصلابة. في نفس الوقت، تتقادم مادة الطلاء، مما يقلل من أدائها المقاوم للماء ويؤثر على عمر خدمة الكوب الورقي.

ثالثا. آلية تشوه الأكواب الورقية ومعايير التقييم

3.1 آلية امتصاص الماء وتورم المواد الورقية

• التغيرات الجزيئية والهيكلية: المكون الرئيسي للورق هو جزيئات السليلوز، التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية لتشكل بنية شبكية. عند تعرضها للماء، تقوم جزيئات الماء بتكسير الروابط الهيدروجينية بين جزيئات السليلوز، مما يسمح لجزيئات السليلوز بالتحرك بحرية، مما يتسبب في انتفاخ الورق؛ بعد أن يتبخر الماء، تقوم جزيئات السليلوز بإصلاح الروابط الهيدروجينية، لكن نقاط الاتصال تكون غير محاذية، مما يتسبب في تجعد الورق. تنقسم العملية المحددة إلى مرحلتين: امتصاص الرطوبة والتجفيف. أثناء امتصاص الرطوبة، يدخل الماء إلى الفجوات بين الألياف، مما يتسبب في انتفاخ الألياف وتمددها، مما يؤدي إلى اتساع الفجوات، مما يؤدي إلى ظهور حواف مكشكشة وأنماط متموجة على الكوب الورقي؛ أثناء التجفيف، يتبخر الماء، وتتصلب الألياف وتتقلص، مما يسبب التجاعيد والحواف الضيقة على الكوب الورقي.
• خصائص لا رجعة فيها واتجاهية: عندما يلامس الماء السائل سطح الورق، يحدث "خشونة" موضعية، تتميز بتورم الألياف ورفعها، مما يمثل تغييرًا لا رجعة فيه في شكل الألياف. يؤدي المزيد من اختراق جزيئات الماء إلى تشوه موضعي لشبكة الألياف وإطلاق الضغط. بعد تبخر الماء، يحدث "إزاحة" بين الألياف، مما يمنع استعادة بنية الشبكة الأصلية. علاوة على ذلك، فإن تورم الورق عند امتصاص الماء يكون اتجاهيًا؛ معدل التمدد الطولي صغير (الألياف تتم محاذاة معظمها بشكل طولي)، في حين أن معدل التمدد العرضي كبير. يعد هذا التباين سببًا مهمًا لتغيير شكل فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية بعد تعرضها للرطوبة.

3.2 التغييرات في توزيع الإجهاد لهيكل الكوب الورقي

• تأثير الرطوبة على خواص المادة: في بيئة عالية الرطوبة، تزداد درجة ترطيب ألياف السليلوز الدقيقة، مما يؤدي إلى انخفاض القوة الميكانيكية للورق، وزيادة السُمك والكثافة، وانخفاض معامل المرونة. في الوقت نفسه، تنخفض قوة إنتاج الضغط للورق، وينخفض ​​ميل المرحلة المرنة الأولية، وتلين المادة، وتصبح أكثر عرضة للتشوه.
• توزيع الإجهاد ونقاط الضعف: في الحالة الجافة، يكون توزيع الضغط في الكوب الورقي موحدًا نسبيًا، ويتحمل بشكل أساسي الضغط الرأسي الناتج عن وزن السائل والضغط الشعاعي الناتج عن الإمساك. بعد التعرض للرطوبة، يؤدي التوزيع غير المتساوي للمياه إلى تركيز الإجهاد، وتصبح العلاقة بين قاع الكوب وجسم الكوب وحافة فم الكوب والمناطق ذات الطلاء غير المكتمل نقاط ضعف. وخاصة قاع الكوب الذي يتحمل كامل وزن السائل، فإن انخفاض القوة بعد التعرض للرطوبة سيؤدي بشكل مباشر إلى فقدان ثبات الكوب الورقي.

3.3 معايير التقييم الكمي لدرجة التشوه

• اختبار ومعايير الصلابة: الصلابة هي مؤشر أساسي لتقييم مقاومة التشوهأكواب ورقية مزدوجة الجدران. أثناء الاختبار، يتم ضبط الحد الأقصى للتشوه عادةً على 10% من قطر جسم الكوب (على سبيل المثال، بالنسبة للكوب الورقي بقطر 70 مم، يتم ضبط التشوه على 7 مم) لتجنب التشوه الزائد الذي يؤدي إلى تلف الكوب الورقي. بعد تشغيل جهاز اختبار الصلابة، يقوم الجهاز بتطبيق الضغط على جدار الكأس بسرعة ثابتة، مسجلاً منحنى إزاحة الضغط. عندما يصل التشوه إلى القيمة المحددة، فإن قيمة الضغط المسجلة هي صلابة جسم الكوب (الوحدة: N). تشير القيمة الأعلى إلى صلابة أفضل. وفقًا لمعيار GB/T 27590-2022، يتم قياس صلابة جسم الكوب من خلال تطبيق قوة موحدة بسرعة 50.0 مم/دقيقة على طول الجوانب المقابلة لجسم الكوب (عند حوالي 2/3 ارتفاع الكوب). يتم تعريف القوة القصوى عند تشوه الجدار الجانبي الإجمالي بمقدار 9.5 مم على أنها صلابة جسم الكوب، وتتطلب سعات الأكواب المختلفة متطلبات محددة (على سبيل المثال، تتطلب فناجين القهوة الورقية الممتازة ذات الأغطية ذات السعة الاسمية ≥ 250 مل صلابة ≥ 3.00 ن، وتلك ذات السعة 250-400 مل تتطلب صلابة ≥ 3.40 ن).
• أداء التشوه والتسرب: يقيس اختبار التشوه بشكل أساسي التغيرات في القطر والارتفاع والعمودية للكوب الورقي في ظل ظروف محددة. على سبيل المثال، في اختبار مقاومة الحرارة، يجب الحفاظ على الكوب الورقي عند درجة حرارة 85 درجة مئوية إلى 95 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة، ويجب أن يكون معدل التشوه ≥ 5%؛ من حيث أداء التسرب، يتطلب المعيار الوطني الجديد أن يؤدي اختبار التسرب الثابت (النقع في ماء ساخن بدرجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة) إلى ≥5 قطرات من التسرب، واختبار التسرب الديناميكي (محاكاة الشرب عند ميل 45 درجة) لا يُظهر أي تسرب للسائل.

3.4 عتبات التشوه للأنواع المختلفة من فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية

• الاختلافات في متطلبات الصلابة: أكواب المشروبات الساخنة (للسوائل ≥ 60 درجة مئوية) لها متطلبات صلابة أعلى، حيث تتطلب أكواب المشروبات الساخنة بسعة 180 مل صلابة ≥ 7.0 ن، والأكواب بسعة 250 مل تتطلب ≥ 8.0 ن؛ تتميز أكواب المشروبات الباردة (للسوائل ≥ 40 درجة مئوية) بمتطلبات صلابة أقل نسبيًا، حيث تتطلب الأكواب سعة 180 مل ≥ 5.0 نيوتن، والأكواب سعة 250 مل تتطلب ≥ 6.0 نيوتن.
• مقاومة التشوه الفعلية: تظهر بيانات الاختبار أن هذا عاديأكواب القهوة الورقية مع الأغطيةمملوءة بماء ساخن بدرجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 5 دقائق سوف تنحرف بمقدار 1.2 سم، في حين أن فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية التي تستخدم بنية ألياف ثلاثية الطبقات (تشكل بنية "شبيهة بالدرع" من خلال الضغط على درجة حرارة عالية، والتي يمكن أن تشتت الضغط) لا تتشوه إلا بمقدار 0.3 مم؛ فناجين القهوة الورقية ذات الطبقة المزدوجة مع الأغطية، بسبب طبقة عزل الهواء بين الطبقات الداخلية والخارجية، تتمتع بمقاومة أفضل للتشوه من فناجين القهوة الورقية ذات الطبقة الواحدة مع الأغطية، ودرجة التشوه أقل بنسبة 30٪ -50٪ في نفس ظروف الرطوبة.
• تأثير سمك الطلاء: يؤثر سمك الطلاء بشكل مباشر على عتبة التشوه. تتميز أكواب المشروبات الساخنة بطبقة طلاء PE تبلغ 25-30 ميكرومتر، مما يسمح لها بتحمل درجات الحرارة العالية والحفاظ على شكل مستقر؛ تتميز أكواب المشروبات الباردة بطبقة طلاء PE تبلغ 10-15 ميكرومتر فقط، وهي عرضة للتليين والتشوه عند احتوائها على سوائل تزيد درجة حرارتها عن 70 درجة مئوية.

 

رابعا. سيناريوهات الاستخدام وتقييم المخاطر

4.1 تحليل سيناريوهات الاستخدام اليومي

• سيناريو شراء القهوة: عادة ما ينتهي المستهلكون من شرب القهوة الساخنة في غضون 10 إلى 30 دقيقة بعد الشراء. المشكلة الرئيسية في فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية في هذا السيناريو هي التكثيف على السطح الخارجي بسبب المشروبات الساخنة. مع درجات حرارة القهوة 80-90 درجة مئوية ودرجات الحرارة المحيطة 10-30 درجة مئوية، يؤدي الاختلاف الكبير في درجة الحرارة إلى تكوين سريع لكمية كبيرة من التكثيف على السطح الخارجي للفنجان. إذا لم يتبخر على الفور، فإنه سوف يخترق ألياف الورق، مما يتسبب في تليين الكوب الورقي وتشوهه.
• سيناريو الاستخدام المنزلي: يتم استخدام فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية بشكل أقل ولكن يمكن تخزينها لفترات أطول، عادةً في الخزانات أو الأدراج، مع رطوبة نسبية مثالية تبلغ 40%-60%. إذا كانت بيئة التخزين سيئة التهوية أو بالقرب من مصدر مياه (مثل حوض المطبخ)، فقد ترتفع الرطوبة إلى أكثر من 70%، مما يؤدي إلى بطء امتصاص الرطوبة بواسطة فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية، مما يؤثر على أدائها بمرور الوقت.
• بيئة المكتب: غالبًا ما تستخدم فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية للمشروبات الساخنة، مع تكرار الاستخدام العالي. درجة الحرارة المحيطة هي 20-25 درجة مئوية، والرطوبة النسبية هي 40%-60%، والتي لها تأثير ضئيل على فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية. ومع ذلك، فإن إزالة الرطوبة من تكييف الهواء قد تتسبب في انخفاض الرطوبة المحيطة بشكل كبير (
• سيناريو الوجبات الجاهزة: تحتاج فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية إلى المرور بمرحلة التعبئة والنقل والتسليم. قد يتسبب المطر أو الثلج في تبلل فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية، كما يمكن أن تؤدي الاهتزازات والضغط أثناء النقل إلى تفاقم التشوه، مما يؤدي إلى زيادة خطر تلف الرطوبة.

4.2 تقييم مخاطر سيناريوهات الأنشطة الخارجية

• سيناريوهات التخييم والنزهة: تتقلب درجات الحرارة الخارجية بشكل كبير (خلال النهار > 30 درجة مئوية، أثناء الليل)
• سيناريوهات الأحداث الرياضية: تتضمن الأحداث واسعة النطاق مثل سباقات الماراثون والمهرجانات الموسيقية عددًا كبيرًا من فناجين القهوة الورقية ذات الأغطية، والتي غالبًا ما يتم التخلص منها بشكل عشوائي. في الطقس الممطر، تنقع بسهولة بسبب المطر وتداس، مما يفقد وظائفه بسرعة ويحتمل أن يسبب التلوث البيئي.
• سيناريوهات المشي لمسافات طويلة وتسلق الجبال: مساحة حقيبة الظهر محدودة، وتتطلب فناجين قهوة ورقية خفيفة الوزن وعالية القوة مع أغطية. كما أنها تحتاج إلى تحمل المواقف غير المتوقعة مثل الغمر العرضي في الماء والتعرض لفترات طويلة للمطر، مما يؤدي إلى زيادة مخاطر الأضرار الناجمة عن الرطوبة وعدم الاستقرار الهيكلي.

4.3 متطلبات وتوصيات بيئة التخزين